混凝土免泵送無(wú)間歇全范圍溜管法澆筑技術(shù)

趙榮基，孔亮，薛龍，趙忠楊，邵飛翔 （中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250100）

1 溜管施工技術(shù)應(yīng)用背景

1.1 工程簡(jiǎn)介

中央商務(wù)區(qū)360m超高層項(xiàng)目是中建八局第一建設(shè)有限公司（下稱中建八一）承擔(dān)的第一個(gè)超高層項(xiàng)目，建筑高度360m，建筑面積22.63萬(wàn)m2，建筑層數(shù)地下3層，地上62層，采用型鋼混凝土框架柱+鋼框架梁+鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)形式。中建八一匯集了中建集團(tuán)信息化資料的各方資源，努力打造公司的超高層技術(shù)品牌，為后期項(xiàng)目積累豐富經(jīng)驗(yàn)。

1.2 基坑施工條件

基礎(chǔ)底板大體積混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí) C40，抗?jié)B等級(jí) P10，澆筑面積4040m2，混凝土方量 10200m3，混凝土主要板厚2m，2.5m，局部達(dá)7.7m，電梯井處需先進(jìn)行澆筑。

1.3 工程難點(diǎn)

①通往基坑底部?jī)H一條通道，且坡度較陡；

②場(chǎng)地狹小，限制混凝土澆筑機(jī)械數(shù)量，使得混凝土澆筑效率將會(huì)降低，影響工期；

③長(zhǎng)距離且角度向下，泵送混凝土容易出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象，進(jìn)而造成管道堵塞；

④社會(huì)關(guān)注度高：標(biāo)志性工程，澆筑過(guò)程中被隨時(shí)觀摩，文明施工要求高。

2 溜管系統(tǒng)組成

2.1 單套溜管組成

單套溜管系統(tǒng)由卸料斗、溜管主管、集料斗、支架、頂部操作平臺(tái)以及旋轉(zhuǎn)布料斗組成，溜管可左右布料。

2.2 溜管架體設(shè)計(jì)

溜管架體的設(shè)計(jì)是確保溜管施工方案進(jìn)行的基礎(chǔ)。除應(yīng)當(dāng)考慮支架、調(diào)節(jié)支架的位置以及安全外，還應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)溜管的傾斜角度、跨度以及現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的情況。

2.3 強(qiáng)度與穩(wěn)定性驗(yàn)算

在溜管單套系統(tǒng)中，主要需要進(jìn)行溜管的強(qiáng)度計(jì)算，這也決定了混凝土運(yùn)送時(shí)的流量以及所需溜管的材料，溜管半封閉截面需進(jìn)行強(qiáng)度與穩(wěn)定性驗(yàn)算；支架的穩(wěn)定性，支架荷載的來(lái)源主要在于在支架頂端存在集料斗，為了便于中間區(qū)域的混凝土澆筑，集料斗會(huì)攔截向下流動(dòng)的混凝土，從而使得混凝土向支架正下方流動(dòng)至旋轉(zhuǎn)布料管，完成前述大面積澆筑，支架一般采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭接設(shè)計(jì)，因此對(duì)于有集料斗的支架一般需進(jìn)行整體穩(wěn)定性以及局部不穩(wěn)定性驗(yàn)算。

2.4 溜管系統(tǒng)搭設(shè)步驟

溜管系統(tǒng)的搭設(shè)主要采用模塊化的安裝與拆卸，溜管、卸料槽、集料斗、格構(gòu)柱等配套設(shè)置在地面進(jìn)行制作與拼裝，整體流程如下：在底板內(nèi)設(shè)置支撐架安裝格構(gòu)柱，從低向高安裝斜向溜管，再安裝豎向溜管，最后安裝集料斗、卸料槽以及坑內(nèi)串筒等。

3 溜管設(shè)計(jì)原理

溜管施工時(shí)，混凝土攪拌運(yùn)輸車在卸料斗處卸下混凝土，利用混凝土的流動(dòng)性，自行沿著有一定坡度的管道向管底運(yùn)輸。在管道運(yùn)輸路段中除了有用于支撐，保證管道呈直線的支架外，還有調(diào)節(jié)支架。調(diào)節(jié)支架的作用在于讓運(yùn)輸?shù)幕炷恋南铝宵c(diǎn)不只是在溜管末端，通過(guò)在調(diào)節(jié)支架處攔截向下運(yùn)輸?shù)幕炷粒怪S著豎直管道流到旋轉(zhuǎn)布料管，旋轉(zhuǎn)布料管可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)或者伸縮，導(dǎo)流混凝土至調(diào)節(jié)支架的周邊扇形區(qū)域內(nèi)，從而完成單套溜管系統(tǒng)垂直投影面附近區(qū)域的混凝土運(yùn)輸及澆筑工作。對(duì)于溜管系統(tǒng)支架附近的混凝土澆筑采用折疊的布料溜槽，當(dāng)全范圍澆筑完遠(yuǎn)端混凝土后，將折疊溜槽下半部分進(jìn)行折疊，使用折疊后的溜槽可將支架附近的混凝土全部澆筑完成。

在溜管系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的整個(gè)過(guò)程中，除了需要指揮中心的統(tǒng)一調(diào)度以及單套溜管系統(tǒng)中的頂部操作平臺(tái)協(xié)同工作外，還需要對(duì)攪拌站的實(shí)時(shí)監(jiān)控、罐車GPS實(shí)時(shí)定位、澆筑面實(shí)時(shí)監(jiān)控、測(cè)溫監(jiān)控以及安全組、質(zhì)量管理人員全程不間斷巡檢，以確保溜管布料全程的高效、合理、安全，使得大體積混凝土澆筑不出現(xiàn)水化熱過(guò)高，澆筑不均勻或者漏澆等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 施工安排與部署

4.1 資源配置

如下表所示。

4.2 施工工藝

溜管安裝工藝如下：支架基礎(chǔ)鋼筋安裝→自制底部支架安裝→支架基礎(chǔ)混凝土澆筑→塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝→頂部自制操作臺(tái)安裝→支架處豎向溜管安裝→集料斗安裝→主溜管安裝→卸料斗安裝→旋轉(zhuǎn)布料筒安裝→折疊溜槽安裝→驗(yàn)收。

勞動(dòng)力配置計(jì)劃表

4.3 混凝土配合比

溜管施工法主要通過(guò)混凝土的流動(dòng)性使得混凝土可以順利地從溜管運(yùn)輸至基坑底板處，所以如何在保證混凝土的強(qiáng)度以及其他性能（如抗?jié)B、抗凍等）的情況下，提高混凝土的流動(dòng)性是在進(jìn)行溜管設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題，一般提高混凝土的流動(dòng)性有如下幾點(diǎn)：

①改變粗骨料及細(xì)骨料的形狀類型，粗骨料粒型枕片狀多，內(nèi)摩擦力大，流動(dòng)性差，細(xì)骨料粒徑小，需水量大，流動(dòng)性差；

②改變摻合料，粉煤灰需水量小，混凝土拌合物用水量能較大幅度降低；

③外加劑的影響，外加劑的品種不同，所產(chǎn)生的效果不同，塌落時(shí)經(jīng)濟(jì)損失差別很大，流動(dòng)性差；

④環(huán)境因素，氣溫高，混凝土中水分蒸發(fā)快，水泥水化速度快，游離水減少快，流動(dòng)性差；

⑤運(yùn)輸時(shí)間及施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間停留時(shí)間等因素，混凝土未澆筑前，混凝土拌合物會(huì)隨著時(shí)間推移不斷變稠，流動(dòng)性降低。

5 施工注意事項(xiàng)

①溜管系統(tǒng)支架是埋設(shè)在筏板墊層以下的，需要做混凝土基礎(chǔ)，方可穩(wěn)固。

②溜管系統(tǒng)支架穿待澆筑筏板，需做好防水，筏板防水做法除正常的上翻外，還需要在支架立柱上焊好止水鋼板，杜絕后期滲水。

③澆筑過(guò)程中混凝土豎向溜管受混凝土沖勁非常大，需做好豎向管道的穩(wěn)定措施。

④嚴(yán)禁將溜管系統(tǒng)支架直接焊接在筏板鋼筋上。

⑤混凝土澆筑前需先對(duì)整套溜管系統(tǒng)澆水濕潤(rùn)，然后在使用少量砂漿潤(rùn)管方可大面積開(kāi)始澆筑。

⑥澆筑過(guò)程中，各溜管澆筑系統(tǒng)管理人員需配備專用對(duì)講機(jī)頻道，防止串號(hào)影響正常澆筑。

6 現(xiàn)場(chǎng)效益分析

全程無(wú)間斷溜管施工對(duì)于混凝土澆筑面積大，施工用地緊張的項(xiàng)目，澆筑所耗工時(shí)短。溜管澆筑速度主要取決于混凝土攪拌車卸料速度，卸料斗可支持兩輛混凝土攪拌車左右同時(shí)卸料，一輛混凝土攪拌運(yùn)輸車按10min卸料18m3混凝土計(jì)算，則一小時(shí)單套溜管系統(tǒng)混凝土澆筑可達(dá)216m3，一套混凝土泵送機(jī)械一小時(shí)泵送混凝土量在50m3左右，考慮一個(gè)基坑底板澆筑可能使用多套溜管同時(shí)澆筑，因此每小時(shí)澆筑數(shù)量需再乘以單套溜管系統(tǒng)數(shù)量，本次采用三套溜管方案，工程預(yù)計(jì)澆筑的10500m3混凝土在裝置安裝完畢開(kāi)工后16h內(nèi)運(yùn)輸澆筑完畢，混凝土澆筑均勻，無(wú)離析、管道堵塞現(xiàn)象發(fā)生，整體施工質(zhì)量控制良好，符合相關(guān)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

若采用其他方式進(jìn)行施工，由于本項(xiàng)目施工用地緊張，按照現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地布置，可在基坑底部安置兩臺(tái)混凝土泵送機(jī)械，操作平臺(tái)上安裝一臺(tái)混凝土泵送機(jī)械，每臺(tái)機(jī)械按照每小時(shí)泵送50m3混凝土進(jìn)行計(jì)算，澆筑10500m3混凝土工需要70h的工時(shí)，這是三臺(tái)機(jī)械不停轉(zhuǎn)，持續(xù)工作的時(shí)間，考慮到夜間施工混凝土攪拌運(yùn)輸車在狹窄空間內(nèi)進(jìn)料、卸料周轉(zhuǎn)等時(shí)間，實(shí)際所耗時(shí)間更長(zhǎng)，因此本工法在平安360超高層項(xiàng)目的使用有效保證了工期。另外，本次溜管施工方案所采購(gòu)的全套設(shè)備在施工完成驗(yàn)收后，設(shè)備以購(gòu)買(mǎi)價(jià)格的75%出售給其他項(xiàng)目，大大節(jié)省了工程成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，值得為以后類似工程提供參考，具備優(yōu)良的應(yīng)用價(jià)值。